CN105115192A - 一种高效蒸发冷凝器 - Google Patents

Abstract

一种高效蒸发冷凝器，以有效提高蒸发效率，使换热设备更为高效、节能。包括平行间隔设置于机架内的蒸发冷凝板。所述蒸发冷凝板的上方上设置有周期性重力布水装置，周期性重力布水装置包括为各蒸发冷凝板正、反板面配置的布水装置，各布水装置与水路系统相连接。

Description

一种高效蒸发冷凝器

技术领域

本发明涉及换热设备，特别涉及一种高效蒸发冷凝器。

背景技术

单级蒸汽压缩制冷系统，是由制冷压缩机、冷凝器、蒸发器和节流阀四个基本部件组成。它们之间用管道依次连接，形成一个密闭的系统，制冷剂在系统中不断地循环流动，发生状态变化，与外界进行热量交换。冷凝器是放出热量的设备，将蒸发器中吸收的热量连同压缩机功所转化的热量一起传递给冷却介质带走。冷凝器是制冷循环中必要部件之一，制冷循环通常有三种类型，即水冷、风冷和蒸发冷凝。

目前，常见蒸发式冷凝器在结构上主要包括若干平行间隔设置的冷凝盘管或板管以及设置于上方的喷淋系统。现有蒸发式冷凝器主要存在如下两个方面的问题，一是制冷过程中由喷淋系统向各冷凝盘管或板管持续喷水，在冷凝盘管或板管上形成的水膜较厚，冷凝效率较差，不能形成持续蒸发；二是为节省设备体量，通常在结构上都比较紧凑，，而且各冷凝盘管或板管之间的间距是固定的，由于蒸发空间较小，制冷过程中喷淋系统喷射在冷凝盘管或板管上的水花溅射弥漫这个空间，严重影响蒸发空间内的空气湿度，进一步抑制蒸发效果。因此，现有的蒸发式冷凝器的蒸发效率有待进一步提高，使换热设备更为高效、节能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高效蒸发冷凝器，以有效提高蒸发效率，使换热设备更为高效、节能。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明的一种高效蒸发冷凝器，包括平行间隔设置于机架内的蒸发冷凝板。所述蒸发冷凝板的上方上设置有周期性重力布水装置，周期性重力布水装置包括为各蒸发冷凝板正、反板面配置的布水装置，各布水装置与水路系统相连接。

所述基板采用由高导热材料制成的板材、箔材或网状材料；所述蒸发冷凝板固定安装在上横梁、下横梁上，上横梁、下横梁与机架的架体上横梁、架体下横梁形成可移动连接。

本发明的有益效果是，配置周期性重力布水装置，对蒸发冷凝板板面进行扫描式周期布水，足够的水量使水流依靠自身重力由上而下划过板面，在水流与板面之间的粘滞力及水流表面张力的作用下，在水流通过的板面上自然形成极薄的水膜，产生强力持续蒸发，使得蒸发冷凝换热效果逼近最高值，有效提高了换热效果，相对于传统的以水换热方式和传统的喷淋蒸发方式更为高效、节能；周期性重力布水过程中可有效避免水流溅射，可最大程度地降低对周围空气湿度的影响，有利于持续保持高效蒸发；蒸发空间扩大且可调节，充分利用建筑内许可的足够空间布设蒸发冷凝板，有利于提高蒸发效果的发挥，而且各蒸发冷凝板之间的间距可调，能方便地改变蒸发空间的大小，在各种应用场合都能保持较高的换热效率。

附图说明

本说明书包括如下十幅附图：

图1是本发明一种高效蒸发冷凝器的常规布置方式示意图；

图2是本发明一种高效蒸发冷凝器中蒸发冷凝器的结构示意图；

图3是本发明一种高效蒸发冷凝器中走架的结构示意图；

图4是图1中A局部的放大示意图；

图5是本发明一种高效蒸发冷凝器中传动系统的结构示意图；

图6是本发明一种高效蒸发冷凝器中水路系统的结构示意图；

图7是本发明一种高效蒸发冷凝器中水流换向装置的结构示意图；

图8是本发明一种高效蒸发冷凝器中蒸发冷凝板的结构及安装方式示意图；

图9是本发明一种高效蒸发冷凝器中另一种周期性重力布水装置的结构示意图；

图10是本发明一种高效蒸发冷凝器中布水方式示意图。

图中零部件、部位及编号：蒸发冷凝板20、基板21、制冷剂进口管22、制冷剂出口管23、制冷剂支管24、上横梁25、下横梁26、周期性重力布水装置30、机架40、储水箱41、导轨42、架体上横梁43、架体下横梁44、走架50、前横梁51、后横梁52、滚轮53、前水流出口54、后水流出口55、碰块56、水流换向装置60、进水口61、出水口62、回水口63、导向杆64、前碰撞位64a、后碰撞位64b、水路系统70、进水管路71、回水管路72、供水管路73、动力及传动系统80、电机与减速器81、链条传动装置82、支臂83、支架90、偏心水槽91。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

参照图1和图2，本发明的一种高效蒸发冷凝器，包括平行间隔设置于机架40内的蒸发冷凝板20。所述蒸发冷凝板20的上方上设置有周期性重力布水装置30，周期性重力布水装置包括为各蒸发冷凝板20正、反板面配置的布水装置，各布水装置与水路系统70相连接。

参照图2和图8，所述蒸发冷凝板20固定安装在上横梁25、下横梁26上，上横梁25、下横梁26与机架40的架体上横梁43、架体下横梁44形成可移动连接。通过移动蒸发冷凝板20即能方便地改变相邻蒸发冷凝板20之间的间距，使各蒸发冷凝板20的蒸发空间得到方便地调整，在各种应用场合都能保持较高的换热效率。

与现有蒸发冷凝器相比较，本发明的一种高效蒸发冷凝器具有如下特点：

一、配置周期性重力布水装置，对蒸发冷凝板20板面进行扫描式周期布水，足够的水量使水流依靠自身重力由上而下划过板面，在水流与板面之间的粘滞力及水流表面张力的作用下，在水流通过的板面上自然形成极薄的水膜，产生强力持续蒸发，使得蒸发冷凝换热效果逼近最高值，有效提高了换热效果，相对于传统的以水换热方式和传统的喷淋蒸发方式更为高效、节能；

二、周期性重力布水过程中有效避免水流溅射，可最大程度地降低对周围空气湿度的影响，有利于持续保持高效蒸发；

三、蒸发空间扩大且可调节，充分利用建筑内许可的足够空间布设蒸发冷凝板，有利于提高蒸发效果的发挥，而且各蒸发冷凝板之间的间距可调，能方便地改变蒸发空间的大小，在各种应用场合都能保持较高的换热效率。

参照图8，所述蒸发冷凝板20由基板21、制冷剂进口管22、制冷剂出口管23和制冷剂支管24构成，基板21的上端、下端分别与制冷剂进口管22、制冷剂出口管23固定连接。制冷剂支管24在基板21的前板面、后板面上均匀分布，各制冷剂支管24沿基板21板面高度方向延伸，其上端口与制冷剂进口管22连通，下端口与制冷剂出口管23连通。所述基板(21)采用由高导热材料制成的板材、箔材或网状材料。

图2至图7示出了一种周期性重力布水装置30的结构形式，这使图中各结构清楚可见，图2中仅绘出一个蒸发冷凝板20。所述周期性重力布水装置30包括直线往复运动装置、布水装置。所述直线往复运动装置包括设置于各蒸发冷凝板20上方的走架(50)，以及驱动走架50沿蒸发冷凝板20宽度方向直线往复运动的动力及传动系统80。所述布水装置固定设置在走架50上，各蒸发冷凝板20均配置有至少两套沿其板面长度方向间隔设置的布水装置。

参照图2，所述走架50通过滚轮53安装在设置在导轨42上，导轨42固定设置于机架40的两侧顶部，机架40的底部设置有储水箱41。

所述动力及传动系统80的作用是驱动走架50沿导轨42匀速往复运动，以保证走架50上所布置的布水装置能够对各蒸发冷凝板20进行周期性补水。所述动力及传动系统80可以多种直线往复运动机构，图5示出的是一种结构较为简单、而且运行可靠的机构。参照图5，所述动力及传动系统80包括固定设置在机架40横向两侧的电机与减速器81和由其驱动的链条传动装置82，链条传动装置82的链条上安装有滚轮，该滚轮位于固定设置在走架50的支臂83的纵向导向槽内。链条上滚轮随链条沿主动轮和从动轮的圆周切线作匀速运动，滚轮同时也在支臂82的纵向导向槽内作上下往复运动，进而实现走架50的往复动作。

布水装置沿蒸发冷凝板20的长度方向间隔设置，实现周期性重力布水。在图3和图4示出的实施例中布水装置为两套，即所述布水装置包括为每一蒸发冷凝板20设置的前水流出口54、后水流出口55，前水流出口54、后水流出口55沿蒸发冷凝板20长度方向间隔设置，前水流出口54、后水流出口55各包含分别指向蒸发冷凝板20前板面、后板面的两个水流出口。所述走架50具有前横梁51、后横梁52，前水流出口54安装在前横梁51，后水流出口55安装在后横梁52上。

参照图3和图4，在走架50正向移动行程中，由前水流出口54、后水流出口55中指向蒸发冷凝板20前板面的两个水流出口向蒸发冷凝板20前板面喷水，在走架50反向移动时，由前水流出口54、后水流出口55中指向蒸发冷凝板20后板面的两个水流出口向蒸发冷凝板20后板面喷水。在一个喷水周期内，前水流出口54、后水流出口55分别指向蒸发冷凝板20前板面、后板面的两个水流出口对前板面、后板面实现全程扫描式喷水一次，且在一个周期内蒸发冷凝板20前板面、后板面获得的水量相同，使蒸发冷凝板20前板面、后板面形成的均匀而极薄的水膜，可有效提高换热效果，换热更为高效、节能。

参照图6，所述水路系统70包括进水管路71、回水管路72和供水管路73，供水管路73与各前水流出口54、后水流出口55相连接，供水管路73与进水管路71、回水管路72之间设置水流换向装置60。

水路系统70还包括水泵、水管、水阀、压力表等。水泵安装于进水管路71中，进水管路71经水流换向装置60分流为两路(或多路)供水管路73，供水管路73设置有喷水管接头。当水流换向装置60进行位置切换时，布置于蒸发冷凝板20前板面、后板面的喷头进行喷水或关闭。流经蒸发冷凝板20板面多余的水量沿板面流入储水箱41进行再次循环使用。在进水管路71和回水管路72之间设置一旁管路，通过对进水管路71和旁通管路上两个截止阀进行调节，能够使进水管路71保持所需要的压力，由于水流换向装置60切换时有完全关闭水路的短暂间隙，在切换时，无法流入供水管路73的水量能够经旁通管和回水管路72流回蓄水箱41内，减小对水泵的冲击。

参照图7，所述水流换向装置60为固定安装在机架40上的机械限位式三位五通专用阀门，包括一个与进水管路71相连接的进水口61、两个与供水管路73相连接的出水口62和两个与回水管路72相连接的回水口63，其导向杆64间隔设置前碰撞位64a、后碰撞位64b，固定设置在走架50上的碰块56在前碰撞位64a、后碰撞位64b之间往复移动。当走架50在传动系统80的驱动下沿导轨42运动时，安装于走架50上的碰块56也随之进行运动，并周期性碰撞水流换向装置的前碰撞位64a、后碰撞位64b，使水路系统70的出水管路进行切换。

图9、图10示出了布水装置的另一种结构形式。所述布水装置包括支架90和偏心水槽91，支架90固定设置机架40上方，位于各蒸发冷凝板20的一侧，偏心水槽91铰接于支架90上。

偏心水槽91沿转轴向重量较重的一侧倾偏转，即当偏心水槽91内达到一定注入量时向蒸发冷凝板20板面一侧偏转，将槽内足够量的水份倾倒在蒸发冷凝板20板面的上端，然后在另一侧配重的作用下反向偏转回位，完成一次周期性重力布水。水路系统70向偏心水槽91供水，周期性重力布水的频率由水路系统70向偏心水槽91内注水的快慢调节。

以上所述只是用图解说明本发明一种高效蒸发冷凝器的一些原理，并非是要将本发明局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本发明所申请的专利范围。

Claims (10)

1.一种高效蒸发冷凝器，包括平行间隔设置于机架(40)内的蒸发冷凝板(20)，其特征是：所述蒸发冷凝板(20)的上方上设置有周期性重力布水装置(30)，周期性重力布水装置包括为各蒸发冷凝板(20)正、反板面配置的布水装置，各布水装置与水路系统(70)相连接。

2.如权利要求1所述一种高效蒸发冷凝器，其特征是：所述蒸发冷凝板(20)由基板(21)、制冷剂进口管(22)、制冷剂出口管(23)和制冷剂支管(24)构成，基板(21)的上端、下端分别与制冷剂进口管(22)、制冷剂出口管(23)固定连接；制冷剂支管(24)在基板(21)的前板面、后板面上均匀分布，各制冷剂支管(24)沿基板(21)板面高度方向延伸，其上端口与制冷剂进口管(22)连通，下端口与制冷剂出口管(23)连通。

3.如权利要求2所述一种高效蒸发冷凝器，其特征是：所述基板(21)采用由高导热材料制成的板材、箔材或网状材料；所述蒸发冷凝板(20)固定安装在上横梁(25)、下横梁(26)上，上横梁(25)、下横梁(26)与机架(40)的架体上横梁(43)、架体下横梁(44)形成可移动连接。

4.如权利要求1所述一种高效蒸发冷凝器，其特征是：所述周期性重力布水装置(30)包括直线往复运动装置、布水装置；所述直线往复运动装置包括设置于各蒸发冷凝板(20)上方的走架(50)，以及驱动走架(50)沿蒸发冷凝板(20)长度方向直线往复运动的动力及传动系统(80)；所述布水装置固定设置在走架(50)上，各蒸发冷凝板(20)均配置有至少两套沿其板面宽度方向间隔设置的布水装置。

5.如权利要求4所述一种高效蒸发冷凝器，其特征是：所述走架(50)通过滚轮(53)安装在设置在导轨(42)上，导轨(42)固定设置于机架(40)的两侧顶部，机架(40)的底部设置有储水箱(41)。

6.如权利要求5所述一种高效蒸发冷凝器，其特征是：所述动力及传动系统(80)包括固定设置在机架(40)横向两侧的电机与减速器(81)和由其驱动的链条传动装置(82)，链条传动装置(82)的链条上安装有滚轮，该滚轮位于固定设置在走架(50)的支臂(83)的纵向导向槽内。

7.如权利要求4所述一种高效蒸发冷凝器，其特征是：所述布水装置包括前水流出口(54)、后水流出口(55)，前水流出口(54)、后水流出口(55)各包含分别指向蒸发冷凝板(20)前板面、后板面的两个水流出口。

8.如权利要求7所述一种高效蒸发冷凝器，其特征是：所述水路系统(70)包括进水管路(71)、回水管路(72)和供水管路(73)，供水管路(73)与各前水流出口(54)、后水流出口(55)相连接，供水管路(73)与进水管路(71)、回水管路(72)之间设置水流换向装置(60)。

9.如权利要求8所述一种高效蒸发冷凝器，其特征是：所述水流换向装置(60)为固定安装在机架(40)上的机械限位式三位五通专用阀门，包括一个与进水管路(71)相连接的进水口(61)、两个与供水管路(73)相连接的出水口(62)和两个与回水管路(72)相连接的回水口(63)，其导向杆(64)间隔设置前碰撞位(64a)、后碰撞位(64b)，固定设置在走架(50)上的碰块(56)在前碰撞位(64a)、后碰撞位(64b)之间往复移动。

10.如权利要求1所述一种高效蒸发冷凝器，其特征是：所述布水装置包括支架(90)和偏心水槽(91)，支架(90)固定设置机架(40)上方，位于各蒸发冷凝板(20)的一侧，偏心水槽(91)铰接于支架(90)上。